一種燃料電池增程器的控制系統(tǒng)及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種燃料電池增程器的控制系統(tǒng)及控制方法，屬于新能源電動(dòng)汽車【技術(shù)領(lǐng)域】，本發(fā)明以動(dòng)力電池作為驅(qū)動(dòng)能源，燃料電池作為增程輔助能源，在動(dòng)力電池效率和功率范圍內(nèi)，盡量減少燃料電池增程器的啟動(dòng)，減少增程器頻繁啟動(dòng)的損壞以及對(duì)動(dòng)力電池頻繁充放電的壽命影響，在極大利用動(dòng)力電池能量后，啟動(dòng)燃料電池，并根據(jù)需求功率控制燃料電池的輸出功率，延長續(xù)航里程；本發(fā)明使燃料電池和動(dòng)力電池運(yùn)行效率達(dá)到最佳，解決了動(dòng)力電池續(xù)航里程短及燃料電池成本高的問題，同時(shí)延長了動(dòng)力電池和燃料電池的壽命，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的高效統(tǒng)一。
【專利說明】一種燃料電池增程器的控制系統(tǒng)及控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于新能源電動(dòng)汽車【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種對(duì)燃料電池增程器的啟動(dòng)和停機(jī)進(jìn)行控制以及對(duì)燃料電池和動(dòng)力電池的能量進(jìn)行協(xié)調(diào)控制與分配的方法，具體是一種燃料電池增程器的控制系統(tǒng)及控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的進(jìn)步、石油資源的日益匱乏和公眾環(huán)保意識(shí)的提高，電動(dòng)汽車越來越受到人們的重視。近年來電動(dòng)汽車已取得重大發(fā)展，但是電池的能量密度不高、電池壽命短，導(dǎo)致續(xù)航里程短，是當(dāng)前市場(chǎng)推廣的較大瓶頸。
[0003]為了解決電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程短的問題，各種增程式電動(dòng)汽車應(yīng)運(yùn)而生。增程式電動(dòng)汽車是在純電動(dòng)汽車的基礎(chǔ)上加載車載充電器，從而大大延長了電動(dòng)汽車的續(xù)航能力。目前增程式電動(dòng)汽車采用動(dòng)力蓄電池為主要驅(qū)動(dòng)能源，而車載充電器一般采用小型汽油或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)電池電量充足時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)，當(dāng)電池電量不足時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)進(jìn)行輔助驅(qū)動(dòng)，延長續(xù)航里程。但作為車載充電器的發(fā)動(dòng)機(jī)仍采用汽油或柴油等不可再生能源，能量轉(zhuǎn)換效率低，且排放出CO，CO2，硫化物等污染物與電動(dòng)汽車零排放的目標(biāo)不符合。
[0004]近年來，燃料電池技術(shù)不斷取得突破，獲得快速發(fā)展。燃料電池以氫氣和氧氣為反應(yīng)劑，生成電和水，轉(zhuǎn)換效率高并且完全零污染、零排放。對(duì)于以燃料電池為主要驅(qū)動(dòng)能量的汽車，由于汽車的運(yùn)行并不是一個(gè)穩(wěn)態(tài)情況，頻繁的啟動(dòng)、加速和爬坡使得汽車動(dòng)態(tài)工況非常復(fù)雜，燃料電池的輸出隨著車載工況變化，而燃料電池在這種動(dòng)態(tài)工況下耐久性及壽命欠佳，并且燃料電池動(dòng)態(tài)響應(yīng)比較慢，在啟動(dòng)、急加速或爬陡坡時(shí)燃料電池的輸出特性無法滿足車輛的行駛要求。同時(shí)對(duì)于以燃料電池為主要驅(qū)動(dòng)能量的汽車，燃料電池的成本勢(shì)必較高。因此以動(dòng)力電池作為主要驅(qū)動(dòng)能源，以燃料電池作為增程器是一個(gè)很好的技術(shù)發(fā)展方向。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種燃料電池增程器的控制系統(tǒng)及控制方法，以動(dòng)力電池作為驅(qū)動(dòng)能源，燃料電池作為增程輔助能源，在動(dòng)力電池效率和功率范圍內(nèi)，盡量減少燃料電池增程器的啟動(dòng)，減少增程器頻繁啟動(dòng)的損壞以及對(duì)動(dòng)力電池頻繁充放電的壽命影響，在極大利用動(dòng)力電池能量后，啟動(dòng)燃料電池，并根據(jù)需求功率控制燃料電池的輸出功率，延長續(xù)航里程。
[0006]本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:
一種燃料電池增程器的控制系統(tǒng)，包括燃料電池增程器、動(dòng)力電池及動(dòng)力電池管理系統(tǒng)、整車控制器和電機(jī)控制器；所述燃料電池增程器包括氫氣供給裝置、減壓閥、可控電磁閥、燃料電池發(fā)電裝置、燃料電池管理系統(tǒng)和DC/DC變換器；所述燃料電池管理系統(tǒng)、動(dòng)力電池管理系統(tǒng)、電機(jī)控制器和整車控制器通過CAN總線組成一個(gè)分布式系統(tǒng)，進(jìn)行信息交互；所述燃料電池增程器的氫氣供給裝置與減壓閥連接，減壓閥連接可控電磁閥，可控電磁閥與燃料電池發(fā)電裝置連接，燃料電池發(fā)電裝置與DC/DC變換器連接；所述燃料電池發(fā)電裝置的輸出、動(dòng)力電池的輸出、電機(jī)控制器的輸入共直流母線。
[0007]所述燃料電池管理系統(tǒng)對(duì)燃料電池增程器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制與故障診斷；燃料電池管理系統(tǒng)通過1 口控制可控電磁閥的打開或關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)接通或切斷燃料電池發(fā)電裝置的氫氣流入通道；燃料電池管理系統(tǒng)通過PWM控制DC/DC變換器，調(diào)整燃料電池增程器的輸出功率。
[0008]所述動(dòng)力電池管理系統(tǒng)對(duì)動(dòng)力電池狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制與故障診斷；所述動(dòng)力電池管理系統(tǒng)通過CAN總線將動(dòng)力電池狀態(tài)信息發(fā)送給整車控制器。
[0009]所述電機(jī)控制器將直流逆變?yōu)槿嘟涣黩?qū)動(dòng)電機(jī)，所述電機(jī)控制器對(duì)電機(jī)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制與故障診斷；所述電機(jī)控制器通過CAN總線將動(dòng)力電池狀態(tài)信息發(fā)送給整車控制器。
[0010]所述整車控制器對(duì)駕駛員輸入、整車狀態(tài)進(jìn)行采集與診斷，并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)與控制。
[0011]一種燃料電池增程器的控制方法，包括如下步驟:
(1)當(dāng)動(dòng)力電池的容量處于高荷電狀態(tài)時(shí)，燃料電池增程器停止工作，靠動(dòng)力電池提供功率輸出，充分利用動(dòng)力電池的能量并避免動(dòng)力電池出現(xiàn)過充電，整車控制器給燃料電池管理系統(tǒng)發(fā)送燃料電池增程器關(guān)閉請(qǐng)求，同時(shí)燃料電池輸出功率請(qǐng)求為O ;
(2)當(dāng)動(dòng)力電池的容量低于低荷電狀態(tài)時(shí)，為了延長續(xù)航里程同時(shí)避免動(dòng)力電池過放電，整車控制器發(fā)送給燃料電池控制系統(tǒng)增程器使能請(qǐng)求，并根據(jù)駕駛員的需求功率，分級(jí)調(diào)整燃料電池的輸出功率:即當(dāng)駕駛員需求功率低于最小功率限值時(shí)，整車控制器請(qǐng)求燃料電池輸出低等級(jí)的功率，當(dāng)駕駛員需求功率高于最大功率限值時(shí)，整車控制器請(qǐng)求燃料電池輸出高等級(jí)功率，當(dāng)需求功率高于最小功率限值而低于最大功率限值時(shí)，整車控制器請(qǐng)求燃料電池輸出中間等級(jí)的功率；因汽車動(dòng)態(tài)工況復(fù)雜，駕駛員需求功率變化較大，整車控制器的三個(gè)功率等級(jí)之間應(yīng)設(shè)置功率閥值，以防止燃料電池的輸出功率出現(xiàn)頻繁的波動(dòng)，影響燃料電池的壽命；整車控制器將上述方式中計(jì)算出來的燃料電池功率請(qǐng)求，跟燃料電池管理系統(tǒng)反饋的燃料電池可用功率進(jìn)行比較，保證發(fā)送給燃料電池的功率請(qǐng)求不應(yīng)超過燃料電池管理系統(tǒng)反饋的可用功率；燃料電池管理系統(tǒng)接收到整車控制器的使能請(qǐng)求和功率請(qǐng)求后，控制可控電磁閥閉合，并通過PWM控制DC/DC實(shí)現(xiàn)整車控制器的功率請(qǐng)求；
(3)當(dāng)電池容量高于低荷電狀態(tài)而低于高荷電狀態(tài)時(shí)，保持燃料電池前一時(shí)刻的狀態(tài)不變，即如果前一段時(shí)刻燃料電池處于開機(jī)狀態(tài)，保持燃料電池開機(jī)狀態(tài)不變，若前一時(shí)刻燃料電池處于關(guān)機(jī)狀態(tài)，則保持燃料電池關(guān)機(jī)狀態(tài)，以避免燃料電池頻繁啟停；當(dāng)燃料電池處于開機(jī)狀態(tài)，整車控制器根據(jù)駕駛員需求功率請(qǐng)求和燃料電池可用能量調(diào)整燃料電池輸出功率請(qǐng)求。
[0012]所述高荷電狀態(tài)和低荷電狀態(tài)是由動(dòng)力電池管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)計(jì)算動(dòng)力電池的電量，并將電量值發(fā)送給整車控制器進(jìn)行判斷，動(dòng)力電池的電量高于80%時(shí)，判斷為高荷電狀態(tài)，動(dòng)力電池的電量低于40%時(shí),判斷為低荷電狀態(tài)。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:使燃料電池和動(dòng)力電池運(yùn)行效率達(dá)到最佳，解決了動(dòng)力電池續(xù)航里程短及燃料電池成本高的問題，同時(shí)延長了動(dòng)力電池和燃料電池的使用壽命，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的高效統(tǒng)一。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖2是本發(fā)明中整車控制器的工作流程圖。
[0016]圖3是本發(fā)明的控制方法的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述:
一種燃料電池增程器的控制系統(tǒng)，如圖1所示，包括燃料電池增程器、動(dòng)力電池及動(dòng)力電池管理系統(tǒng)、整車控制器和電機(jī)控制器；所述燃料電池增程器包括氫氣供給裝置、減壓閥、電磁閥、燃料電池發(fā)電裝置、燃料電池管理系統(tǒng)和DC/DC變換器；所述燃料電池管理系統(tǒng)、動(dòng)力電池管理系統(tǒng)、電機(jī)控制器和整車控制器通過CAN總線組成一個(gè)分布式系統(tǒng)，進(jìn)行信息交互；所述燃料電池增程器的氫氣供給裝置與減壓閥連接，減壓閥連接電磁閥，電磁閥與燃料電池發(fā)電裝置連接，燃料電池發(fā)電裝置與DC/DC變換器連接；燃料電池發(fā)電裝置的輸出、動(dòng)力電池輸出、電機(jī)控制器共直流母線。
[0018]燃料電池增程器的氫氣供給裝置中的高壓氫氣經(jīng)過減壓閥變成低壓氫氣，經(jīng)過可控電磁閥后進(jìn)入燃料電池發(fā)電裝置，提供燃料電池反應(yīng)所需要的低壓氫氣，在燃料電池發(fā)電裝置中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能。由于燃料電池發(fā)電裝置產(chǎn)生的電能，電壓波動(dòng)比較大并且功率不可控，直接接入直流母線會(huì)導(dǎo)致直流母線電壓波動(dòng)較大，影響電機(jī)驅(qū)動(dòng)的穩(wěn)定性與平順性，因此燃料電池發(fā)電裝置的輸出需經(jīng)過DC/DC變換器后接入直流母線。燃料電池發(fā)電裝置輸出的電能經(jīng)DC/DC變換器成為與直流母線接近的電壓等級(jí)，接入直流母線。電機(jī)控制器將直流逆變?yōu)槿嘟涣黩?qū)動(dòng)電機(jī)。
[0019]燃料電池管理系統(tǒng)對(duì)燃料電池增程器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制與故障診斷；動(dòng)力電池管理系統(tǒng)對(duì)動(dòng)力電池狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制與故障診斷；電機(jī)控制器對(duì)電機(jī)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制與故障診斷；整車控制器對(duì)駕駛員輸入、整車狀態(tài)進(jìn)行采集與診斷，并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)與控制。
[0020]燃料電池管理系統(tǒng)通過1 口控制可控電磁閥的打開或關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)接通或切斷燃料電池發(fā)電裝置的氫氣流入通道；燃料電池管理系統(tǒng)通過PWM控制DC/DC變換器，調(diào)整燃料電池的輸出功率；燃料電池管理系統(tǒng)對(duì)燃料電池的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制與故障診斷，將燃料電池的可用功率、電池故障、DC/DC變換器故障、可控電磁閥故障等信息通過CAN發(fā)送給整車控制器，并通過CAN接收整車控制器的使能請(qǐng)求和輸出功率請(qǐng)求。當(dāng)接收到整車控制器的使能請(qǐng)求時(shí)，打開可控電磁閥，接通燃料電池發(fā)電裝置的氫氣流入通道，反之關(guān)閉氫氣流入通道；燃料電池管理系統(tǒng)同時(shí)接收到整車控制器的使能請(qǐng)求和輸出功率請(qǐng)求時(shí)，將功率請(qǐng)求轉(zhuǎn)換為PWM信號(hào)控制DC/DC變換器，響應(yīng)整車控制器的輸出功率請(qǐng)求。
[0021]動(dòng)力電池管理系統(tǒng)對(duì)動(dòng)力電池狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制與故障診斷，將動(dòng)力電池電量、溫度、最大允許放電電流、最大允許充電電流、電池電壓、電池故障等信息通過CAN發(fā)送給整車控制器。
[0022]電機(jī)控制器對(duì)電機(jī)的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制與故障診斷，將電機(jī)溫度、逆變器溫度、電機(jī)轉(zhuǎn)速、最大允許扭矩、實(shí)際扭矩、電機(jī)故障等信息通過CAN發(fā)送給整車控制器，并實(shí)時(shí)響應(yīng)整車控制器的扭矩請(qǐng)求，從而推動(dòng)車輛運(yùn)動(dòng)。
[0023]整車控制器的工作流程圖如圖2所示，整車控制器采集駕駛員輸入的油門、剎車、檔位、鑰匙等信號(hào)，并通過CAN獲取動(dòng)力電池、燃料電池和電機(jī)的輸入信號(hào)；整車控制器根據(jù)油門信號(hào)、電機(jī)轉(zhuǎn)速、電機(jī)最大允許扭矩、負(fù)載電流等計(jì)算出駕駛員的需求功率；當(dāng)動(dòng)力電池、燃料電池和電機(jī)系統(tǒng)均未報(bào)故障時(shí)，整車控制器根據(jù)動(dòng)力電池的電量進(jìn)行智能決策，對(duì)燃料電池的能量和動(dòng)力電池的能量進(jìn)行管理與協(xié)調(diào)控制，控制燃料電池的開啟或關(guān)閉。當(dāng)確定需要燃料電池開啟時(shí)，發(fā)送燃料電池使能請(qǐng)求給燃料電池管理系統(tǒng)，并根據(jù)計(jì)算出的駕駛員能量請(qǐng)求和燃料電池可用能量，判斷出燃料電池輸出功率發(fā)送給燃料電池管理系統(tǒng)，由燃料電池系統(tǒng)控制可控電磁閥和DC/DC變換器來響應(yīng)整車控制器的使能和能量請(qǐng)求。
[0024]燃料電池增程器管理系統(tǒng)的控制方法如圖3所示:
A區(qū):當(dāng)電池的容量(S0C)處于高荷電狀態(tài)(大于hi_soc)時(shí)，燃料電池增程器停止工作，靠動(dòng)力電池提供功率輸出，充分利用動(dòng)力電池的能量并避免動(dòng)力電池出現(xiàn)過充電，整車控制器發(fā)送給燃料電池管理系統(tǒng)關(guān)閉燃料電池增程器的請(qǐng)求，同時(shí)燃料電池輸出功率請(qǐng)求為O ;
B區(qū):當(dāng)電池容量(SOC)低于低荷電狀態(tài)(小于10_S0C)時(shí)，為了延長續(xù)航里程同時(shí)避免動(dòng)力電池過放電，整車控制器發(fā)送給燃料電池管理系統(tǒng)燃料電池增程器使能請(qǐng)求，并根據(jù)駕駛員的需求功率，分級(jí)調(diào)整燃料電池的輸出功率:
即當(dāng)駕駛員需求功率低于最小功率限值(min_p0Wer)時(shí)，整車控制器請(qǐng)求燃料電池輸出較低等級(jí)的功率，當(dāng)駕駛員需求功率高于最大功率限值(max_power)時(shí),整車控制器請(qǐng)求燃料電池輸出高等級(jí)功率，當(dāng)需求功率高于最小功率限值(min_power)而低于最大功率限值(max_power)時(shí)，整車控制器請(qǐng)求燃料電池輸出中間等級(jí)的功率；最小功率限值和最大功率限值是固定值，可以在實(shí)車上標(biāo)定確定；因汽車動(dòng)態(tài)工況復(fù)雜，駕駛員需求功率變化較大，整車控制器的三個(gè)功率等級(jí)之間應(yīng)設(shè)置功率閥值，這個(gè)閥值是固定值，如0.5kw，可在實(shí)車上標(biāo)定確定，以防止燃料電池的輸出功率出現(xiàn)頻繁的波動(dòng)，影響燃料電池的壽命；整車控制器將上述方式中計(jì)算出來的燃料電池功率請(qǐng)求，跟燃料電池管理系統(tǒng)反饋的燃料電池可用功率進(jìn)行比較，保證發(fā)送給燃料電池的功率請(qǐng)求不應(yīng)超過燃料電池管理系統(tǒng)反饋的可用功率；燃料電池管理系統(tǒng)接收到整車控制器的使能請(qǐng)求和功率請(qǐng)求后，控制可控電磁閥閉合，并通過PWM控制DC/DC變換器，實(shí)現(xiàn)整車控制器的功率請(qǐng)求；
C區(qū):當(dāng)電池容量(SOC)高于低荷電狀態(tài)而低于高荷電狀態(tài)(大于lo_soc小于hi_soc)時(shí)，保持燃料電池前一時(shí)刻的狀態(tài)不變，即如果前一段時(shí)刻燃料電池處于開機(jī)狀態(tài)，保持燃料電池開機(jī)狀態(tài)不變，若前一時(shí)刻燃料電池處于關(guān)機(jī)狀態(tài)，則保持燃料電池關(guān)機(jī)狀態(tài)，以避免燃料電池頻繁啟停；當(dāng)燃料電池處于開機(jī)狀態(tài)，整車控制器根據(jù)駕駛員需求功率請(qǐng)求和燃料電池可用能量調(diào)整燃料電池輸出功率請(qǐng)求。
[0025]上面所述的高荷電狀態(tài)和低荷電狀態(tài)是由動(dòng)力電池管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)計(jì)算動(dòng)力電池的電量，并將電量值發(fā)送給整車控制器進(jìn)行判斷，動(dòng)力電池的電量高于80%時(shí)，判斷為高荷電狀態(tài)，動(dòng)力電池的電量低于40%時(shí)，判斷為低荷電狀態(tài)。
[0026]燃料電池工作時(shí)，動(dòng)力電池根據(jù)實(shí)際需求功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，當(dāng)需求功率大于燃料電池輸出功率時(shí)，動(dòng)力電池提供部分驅(qū)動(dòng)力，當(dāng)需求功率小于燃料電池輸出功率時(shí)，燃料電池的電流流入動(dòng)力電池為動(dòng)力電池充電。整車控制器應(yīng)保證動(dòng)力電池能量與燃料電池分級(jí)調(diào)整輸出功率協(xié)調(diào)、合理性:若燃料電池輸出功率設(shè)置太高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出駕駛員能量需求，會(huì)出現(xiàn)燃料電池輸出的電先給動(dòng)力電池充電，然后再由動(dòng)力電池放電的情況，因多一次能量轉(zhuǎn)換，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致能量損失，影響電動(dòng)汽車的經(jīng)濟(jì)性，因此盡量避免出現(xiàn)燃料電池為動(dòng)力電池充電的情況；若燃料電池輸出功率設(shè)置較低，遠(yuǎn)低于駕駛員能量需求，會(huì)出現(xiàn)動(dòng)力電池電量耗盡而燃料電池能量還很充足的情況，影響電動(dòng)汽車的動(dòng)力性，續(xù)航里程增加不明顯。
【權(quán)利要求】
1.一種燃料電池增程器的控制系統(tǒng)，其特征在于:包括燃料電池增程器、動(dòng)力電池及動(dòng)力電池管理系統(tǒng)、整車控制器和電機(jī)控制器；所述燃料電池增程器包括氫氣供給裝置、減壓閥、可控電磁閥、燃料電池發(fā)電裝置、燃料電池管理系統(tǒng)和DC/DC變換器；所述燃料電池管理系統(tǒng)、動(dòng)力電池管理系統(tǒng)、電機(jī)控制器和整車控制器通過CAN總線組成一個(gè)分布式系統(tǒng)，進(jìn)行信息交互；所述燃料電池增程器的氫氣供給裝置與減壓閥連接，減壓閥連接可控電磁閥，可控電磁閥與燃料電池發(fā)電裝置連接，燃料電池發(fā)電裝置與DC/DC變換器連接；所述燃料電池發(fā)電裝置的輸出、動(dòng)力電池的輸出、電機(jī)控制器的輸入共直流母線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃料電池增程器的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述燃料電池管理系統(tǒng)對(duì)燃料電池增程器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制與故障診斷；燃料電池管理系統(tǒng)通過1口控制可控電磁閥的打開或關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)接通或切斷燃料電池發(fā)電裝置的氫氣流入通道；燃料電池管理系統(tǒng)通過PWM控制DC/DC變換器，調(diào)整燃料電池增程器的輸出功率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃料電池增程器的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述動(dòng)力電池管理系統(tǒng)對(duì)動(dòng)力電池狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制與故障診斷；所述動(dòng)力電池管理系統(tǒng)通過CAN總線將動(dòng)力電池狀態(tài)信息發(fā)送給整車控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃料電池增程器的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述電機(jī)控制器將直流逆變?yōu)槿嘟涣黩?qū)動(dòng)電機(jī)，所述電機(jī)控制器對(duì)電機(jī)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制與故障診斷；所述電機(jī)控制器通過CAN總線將動(dòng)力電池狀態(tài)信息發(fā)送給整車控制器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃料電池增程器的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述整車控制器對(duì)駕駛員輸入、整車狀態(tài)進(jìn)行采集與診斷，并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)與控制。
6.一種燃料電池增程器的控制方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)當(dāng)動(dòng)力電池的容量處于高荷電狀態(tài)時(shí)，燃料電池增程器停止工作，靠動(dòng)力電池提供功率輸出，充分利用動(dòng)力電池的能量并避免動(dòng)力電池出現(xiàn)過充電，整車控制器給燃料電池管理系統(tǒng)發(fā)送燃料電池增程器關(guān)閉請(qǐng)求，同時(shí)燃料電池輸出功率請(qǐng)求為O ; (2)當(dāng)動(dòng)力電池的容量低于低荷電狀態(tài)時(shí)，為了延長續(xù)航里程同時(shí)避免動(dòng)力電池過放電，整車控制器發(fā)送給燃料電池管理系統(tǒng)增程器使能請(qǐng)求，并根據(jù)駕駛員的需求功率，分級(jí)調(diào)整燃料電池的輸出功率:即當(dāng)駕駛員需求功率低于最小功率限值時(shí)，整車控制器請(qǐng)求燃料電池輸出低等級(jí)的功率，當(dāng)駕駛員需求功率高于最大功率限值時(shí)，整車控制器請(qǐng)求燃料電池輸出高等級(jí)功率，當(dāng)需求功率高于最小功率限值而低于最大功率限值時(shí)，整車控制器請(qǐng)求燃料電池輸出中間等級(jí)的功率；所述整車控制器請(qǐng)求燃料電池輸出的三個(gè)功率等級(jí)之間應(yīng)設(shè)置功率閥值，以防止燃料電池的輸出功率出現(xiàn)頻繁的波動(dòng)，影響燃料電池的壽命；整車控制器將計(jì)算出來的燃料電池功率請(qǐng)求，跟燃料電池管理系統(tǒng)反饋的燃料電池可用功率進(jìn)行比較，保證發(fā)送給燃料電池的功率請(qǐng)求不應(yīng)超過燃料電池管理系統(tǒng)反饋的可用功率；燃料電池管理系統(tǒng)接收到整車控制器的使能請(qǐng)求和功率請(qǐng)求后，控制可控電磁閥閉合，并通過PWM控制DC/DC實(shí)現(xiàn)整車控制器的功率請(qǐng)求； (3)當(dāng)電池容量高于低荷電狀態(tài)而低于高荷電狀態(tài)時(shí)，保持燃料電池前一時(shí)刻的狀態(tài)不變，即如果前一段時(shí)刻燃料電池處于開機(jī)狀態(tài)，保持燃料電池開機(jī)狀態(tài)不變，若前一時(shí)刻燃料電池處于關(guān)機(jī)狀態(tài)，則保持燃料電池關(guān)機(jī)狀態(tài)，以避免燃料電池頻繁啟停；當(dāng)燃料電池處于開機(jī)狀態(tài)，整車控制器根據(jù)駕駛員需求功率請(qǐng)求和燃料電池可用能量調(diào)整燃料電池輸出功率請(qǐng)求。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種燃料電池增程器的控制方法，其特征在于:所述高荷電狀態(tài)和低荷電狀態(tài)是由動(dòng)力電池管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)計(jì)算動(dòng)力電池的電量，并將電量值發(fā)送給整車控制器進(jìn)行判斷，動(dòng)力電池的電量高于80%時(shí)，判斷為高荷電狀態(tài)，動(dòng)力電池的電量低于40%時(shí)，判斷為低荷電狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】B60L11/18GK104139709SQ201410227093
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月27日
【發(fā)明者】徐忠四, 曹廣群, 崔志琴 申請(qǐng)人:中北大學(xué)